拉深盒型件拉深工艺模板Word文档下载推荐.docx

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⑴直边部位变形直边部位横向尺寸ΔL1，ΔL2，ΔL3变形后成为ΔL1′，ΔL2′，ΔL3′，间距逐步缩小，愈靠直边中间部位，缩小愈少，即ΔL1＞ΔL1′＞ΔL2′＞ΔL3′。

纵向尺寸△h１，△h2，△h3变形后成为△h1′，△h2′，△h3′，间距逐步增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，即△h１＜△h1′＜△h2′＜△h3′。

可见，此处变形不一样于纯粹弯曲。

（2）圆角部位变形?

?

拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄斜线，而并非和底面垂直等距平行线。

同心圆弧间距不再相等，而是变大，越向口部越大，且同心圆弧不在同一水平面内。

所以该处变形不一样于纯粹拉深。

从以上可知，因为有直边存在，拉深时圆角部分材料能够向直边流动，这就减轻了圆角部分变形，使其变形程度和半径r相同，高度h相等圆筒形件比较起来要小。

同时表明圆角部分变形也是不均匀，即圆角中心大，相邻直边处变形小。

从塑性变形力学见解看，因为减轻了圆角部分材料变形程度，需要克服变形抗力也对应减小，危险断面破裂可能性也减小。

盒形件拉深特点以下：

图4.4.2盒形件拉深时应力分布

（1）凸缘变形区内，径向拉应力σ1分布不均匀（图4—37），圆角部分最大，直边部分最小。

即使在角部，平均拉应力σ1m也远小于对应圆筒形件拉应力。

所以，就危险断面处载荷来说，盒形件拉深要小得多。

所以，对于相同材料，盒形件拉深最大成形相对高度要大于相同半径圆筒形零件。

切向压应力σ3分布也不均匀，圆角最大，直边最小。

所以拉深变形时材料稳定性很好，凸缘不易起皱。

（2）因为直边和圆角变形区内材料受力情况不一样，直边处材料向凹模流动阻力要远小于圆角处。

而且直边处材料径向伸长变形小，而圆角处材料径向伸长变形大，从而使变形区内两处材料位移量亦不一样。

（3）直边部分和圆角部分相互影响程度，随盒形件形状不一样而异。

当其相对圆角半径r/B越小，也就是直边部分所占百分比大，则直边部分对圆角部分影响越显著。

当r/B＝０时，盒形件实际上已成为圆形件，上述变形差异也就不再存在了。

　当相对高度H/B越大，在相同r下，圆角部分拉深变形大，转移到直边部分材料越多，则直边部分也肯定会多变形，所以圆角部分影响也就越大。

伴随零件r/B和H/B不一样，则盒形件毛坯计算和工序计算方法也就不一样。

盒形零件拉深毛坯形状和尺寸确定

盒形件毛坯确定标准是：

确保毛坯面积应等于加上修边余量后零件表面积。

另外，因为盒形件拉深时周围变形不均匀，且圆角部分材料在变形中要转移到直边特点，应按面积相等标准，把毛坯形状和尺寸进行修正，使毛坯轮廓成光滑曲线，在拉深以后尽可能确保零件口部高度一致性。

毛坯形状和尺寸应依据零件相对圆角半径r/B和相对高度H/B值来进行设计，因这两个参数决定了圆角部分材料向直边部分转移程度和直边高度增加量。

1.低盒形件毛坯尺寸和形状确实定（H≤0.3B，B为盒形件短边长度）

所谓低盒形件是指能够一次拉深成形或即使要两次拉深，但第二次拉深工序仅用来整形以减小壁部转角及底部圆角盒形件。

对于r/B小低盒形件，其变形时只有少许材料转移到直边相邻部位。

拉深时直边部分可认为是简单弯曲变形，按弯曲展开；

圆角部分只拉深变形，按圆筒形拉深展开；

再用光滑曲线进行修正即得毛坯，该类零件常见图4.4.3所表示作图法。

计算步骤以下：

图4.3.3低矩形盒毛坯作图法

（1）按弯曲计算直边部分展开长度l0

l0＝Ｈ＋0.57rp 

（4.4.1）

式中，H＝H0＋△H（不修边时，不加△H），修边余量见表4.4.1。

（2）将圆角部分看成直径为d=2r，高度为H圆筒形件展开，其半径为：

（4.4.2）

当r＝rp时，有（4.4.2）

（3）经过作图用光滑曲线连接直边和圆角部分，即得毛坯形状和尺寸。

具体作图步骤以下：

以ab线段中点c向圆弧R作切线，再以R为半径作圆弧和直边及切线相切，相切后毛坯补充面积＋f和切除面积－f近似相等。

此方法，在模具设计合理时，拉深件高度尺寸精度要求不高，不需进行修边即可满足零件要求时可不加切边余量△h。

表4.4.1矩形盒切边余量△H（mm）

（2）数次拉深高盒形件毛坯形状和尺寸确实定

该类零件变形特点是在数次拉深过程中，直边和圆角部分变形相互渗透，其圆角部分将有大量材料转移到直边部分。

毛坯尺寸仍依据工件表面积和毛坯表面积相等标准计算。

当零件为正方盒形且高度比较大，需要多道工序拉深时，图4.4.4，可采取圆形毛坯，其直径为：

（4.4.3）

公式中符号见图4.4.4。

当r=rp时：

（4.4.4）

对高度和圆角半径全部比较大长方形盒形件，图4.4.5所表示。

将尺寸看作由两个宽度为B半方形盒和中间为（A-B）直边部分连接而成，这么，毛坯形状就是由两个半圆弧和中间两平行边所组成长圆形，长圆形毛坯圆弧半径为：

图4.4.4方盒件毛坯形状和尺寸　图4.4.5高盒形件毛坯形状和尺寸

Rb=D/2

式中D是宽为B方形件毛坯直径，按式（4.4.3）计算。

Rb圆心距短边距离为B/2。

则长圆形毛坯长度为：

（4.4.5）

长圆形毛坯宽度为：

（4.4.6）

然后用R=K/2过毛坯长度两端作弧，既和Rb弧相切，又和两长边展开直线相切，则毛坯外形即为一长圆形

盒形件数次拉深工艺计算

1.盒形件首次拉深成形极限

在盒形件首次拉深时，圆角部分侧壁内拉应力大于直边部分。

所以，盒形件首次拉深极限变形程度受到圆角部分侧壁传力区强度限制，这一点和圆筒形件拉深情况是十分相同。

不过，因为直边部分对圆角部分拉深变形减轻作用和带动作用，全部能够使圆角部分危险断面拉应力有不一样程度降低。

所以，盒形件首次拉深可能成形极限高度大于圆筒形零件。

盒形件相对圆角半径r／B越小（图4.4.1），直边部分对圆角部分影响越强，极限变形程度提升越显著；

反之，r／B越大，直边部分对圆角部分影响越小，而且当r/B＝0.5时，盒形件变成圆筒形件，其极限变形程度也肯定等于圆筒形件。

盒形件首次拉深极限变形程度，能够用盒形件相对高度Ｈ／r来表示。

由平板毛坯一次拉深可能冲压成盒形件最大相对高度决定于盒形件尺寸r／B、t／Ｂ和板材性能，其值可查表4.4.2。

当盒形件相对厚度较小t／B＜0.01，而且Ａ／Ｂ≈1时，取表中较小数值；

当盒形件相对厚度较大，即t／B＞0.015，而且Ａ／Ｂ≥2时，取表中较大数值。

表4.42中数据适适用于拉深用软钢板。

表4.4.2盒形件首次拉深最大相对高度

若盒形件相对高度H／r不超出表4.4.2中所列极限值，则盒形件能够用一道拉深工序冲压成功，不然必需采取多道工序拉深方法进行加工。

2.方形盒拉深工序形状和尺寸确定（图4.4.6）

采取直径为D0圆形毛坯，中间工序全部拉深成圆筒形半成品，在最终一道工序才拉深成方形盒形状和尺寸。

因为最终一道工序从圆形拉深为方形，材料变形程度大而不均匀，尤其是在方形圆角处，肯定受到该处材料成形极限限制。

计算时，应采取从n－１道工序，即倒数第二次拉深开始，确定拉深半成品件工序直径。

Dn－1＝1.41B－0.82r＋2δ　（4.4.7）

式中:

Dn－１—n－１道拉深工序所得圆筒形件半成品直径（mm）；

Ｂ—方形盒内表面宽度（mm）；

r—方形盒角部内圆角半径（mm）；

δ—方形盒角部壁间距离（mm）。

该值直接影响毛坯变形区拉深变形程度是否均匀最关键参数。

通常取δ＝（0.2～0.25）r。

图4.4.6方形盒多工序拉深半成品形状和尺寸

因为其它各道工序为圆筒形，所以可参考圆筒形零件工艺计算方法，来确定其它各道工序尺寸。

计算时由内向外反向计算，即

Dn－2＝Ｄn－1／mn－1

以这类推，直到算出直径D≥D0为止。

式中，拉深系数mn－1由表4.2.4确定。

3.长方形盒拉深工序形状和尺寸确实定

长方形盒拉深方法和正方形盒相同，中间过渡工序可拉深成椭圆形或长圆形，在最终一次拉深工序中被拉深成所要求形状和尺寸，图4.4.7所表示。

其计算和作图一样由n－1道（倒数第二次拉深）工序开始，由内向外计算。

计算时可把矩形盒两个边视为4个方形盒边长，在确保同一角部壁间距离δ时，可采取由4段圆弧组成椭圆形筒，作为最终一道工序拉深前半成品毛坯（是n-1道拉深所得半成品）。

其长轴和短轴处曲率半径分别用Ra（n－１）和Rb（n－１）表示，并用下式计算：

图4.4.7高长方形盒多工序拉深半成品形状和尺寸　图4.4.8 

n－1道工序凸模形状

（1）（n－１）道拉深工序半成品是椭圆形，其曲率半径用下式计算：

Ra（n－１）＝0.707A－0.41r＋δ　（4.4.8）

Rb（n－１）＝0.707B－0.41r＋δ　（4.4.9）

式中，圆弧Ra（n－１）和Rb（n－1）圆心，由图4.4.7中尺寸关系确定，分别为A／２和B/2。

（2）（n－1）道工序椭圆形半成品件长、短边和高度尺寸为

An－１＝2Rb（n－１）＋（Ａ－Ｂ）　（４.4.10）

Bn－１＝2Ra（n－１）－（A－Ｂ）　（4.4.11）

Hn－１≈0.88H　（4.4.12）

H为含修边余量在内盒形件高度。

（3）（n－2）道工序仍然是椭圆形半成品，其形状和尺寸确实定方法以下：

①计算壁间距a和b是为了控制从（n－２）道工序拉深至（n－１）道工序变形程度：

（4.4.13）

即a＝（0.18～0.33）Ｒa（n－１）　 

（4.4.14）

b＝（0.18～0.33）Ｒb（n－１）　 

（4.4.15）

②由a、b找出图上M及N点。

③选定半径Ra和Rb，使其圆弧经过M和N点，而且又能圆滑相接（其圆心靠近盒形件中心）。

④（n－２）道工序半成品高度概算为

Hn－２≈0.86Ｈn－１　（4.4.16）

⑤验算（n－２）道工序是否能够由平板毛坯拉深成形